Как осуществляется привод водяного насоса на различных двигателях
Перейти к содержимому

Как осуществляется привод водяного насоса на различных двигателях

  • автор:

Автомобильная помпа: назначение, конструкция, принцип работы

Охлаждающая жидкость (ОЖ) обеспечивает поддержание оптимального температурного режима при циркуляции по каналам рубашки охлаждения двигателя. Для организации циркуляции ОЖ по системе охлаждения в конструкции предусмотрена помпа (водяной насос). Без нее циркуляция ОЖ невозможна.

Нормальная работа автомобильной помпы создает условия для штатного функционирования двигателя. Сбои в ее работе приведут к быстрому перегреву двигателя из-за проблем с отводом тепла.

В современных автомобилях устанавливают автомобильную помпу центробежного типа, которая отличается простотой конструкции.

1.avtomobilnaya_pompa.jpg

Конструкция водяного насоса

Разные производители двигателей используют автомобильные помпы, внешний вид которых может отличаться, но конструктивно они одинаковы. Выбор зависит от особенностей мотора.

Корпус

Все составные части помпы, за исключением расположенных с внешней стороны крыльчатки и шкива, располагаются в алюминиевом корпусе, прикрепленный к блоку цилиндров. Герметичность в месте прилегания помпы к двигателю обеспечивает устанавливаемая прокладка. Отвод антифриза и влаги из зоны расположения подшипников выполняется через дренажное отверстие.

2.koprus.jpg

Ось, подшипники, сальники

В корпусе помпы расположена стальная ось, посаженная на два подшипника. Такое размещение обеспечивает легкость вращения.

В конструкции насоса используют закрытые подшипник, смазывание которых происходит за счет запаса смазки на весь ресурс помпы.

Для избежания попадания антифриза в зону работы подшипников используется сальник (герметизирующий резинотехнический элемент). В противном случае это вызовет быстрый износ деталей.

3.podshipnik_salnik.jpg

Шкив, крыльчатка

Усилие от коленчатого вала передается на шкив или зубчатое колесо. Выбор в пользу шкива делается для автомобилей, использующих привод газораспределительного механизма посредством цепной передачи. Такое конструктивное решение не дает возможности передать усилие на помпу цепью. По этой причине вращение помпы осуществляется с помощью отдельного ременного привода. Данный привод также обеспечивает работу другого навесного оборудования двигателя (насоса ГУР, компрессора и т.д.).

Для автомобилей с приводом газораспределительного механизма зубчатым ремнем этот ремень применяется и для обеспечения работы автомобильной помпы. Таким образом, один ремень используется и для ГРМ, и для помпы. В подобных случаях в качестве приводного элемента на помпе используется зубчатое колесо, что позволяет избежать потерь из-за проскальзывания.

Жесткое соединение с осью шкива или зубчатого колеса обеспечивает шпоночное или болтовое соединение.

На противоположной стороне оси размещается крыльчатка ― специальный диск с расположенными особым образом лопастями (крыльями). Крыльчатки изготавливают из алюминия (чаще всего) или пластика. Крыльчатка также жестко посажена на ось.

4.krylchatka_pompy.jpg

Принцип работы помпы

Автомобильная помпа получает вращение от коленчатого вала посредством ременного привода. Усилие передается на шкив или зубчатое колесо, жестко посаженное на ось. Одновременно на противоположной стороне вращается крыльчатка, также жестко посаженная на ось.

Крыльчатка, размещенная в рубашке охлаждения, находится в среде ОЖ. Вращаясь, ее крылья создают центробежную силу, заставляющую антифриз двигаться по каналам рубашки охлаждения.

как осуществляется привод водяного насоса и вентилятора на двигателях Ваз, КамАЗ.

На Вазах уже давно используется электропривод вентилятора. То есть электромотор и реле включения.

Зачем сравнивать, легковой и грузовой автомобиль.

murzik99rusИскусственный Интеллект (490361) 10 лет назад

Это задания в ПТУ такие дают.
А может и в институте.
Подсказав ответ мы рискуем получить на свою шею начальника-недоучку.

На ваз стоит электрический датчик включения вентилятора. при нарастании температуры в радиаторе до заданной температуры (зависит от установленного датчика в нижней части радиатора) срабатывает реле запускающее вентилятор.
НА КамАз — стоит гидромуфта — возможны три режима: постоянно включена, постоянно выключена и режим автомата — это включение вентилятора. в рабочий режим.

Водяной насос на ВАЗах (помпа) приводится от ремня ГРМ, вентилятор от электродвигателя

Похожие вопросы

Устройство и принцип работы насоса системы охлаждения двигателя (помпы)

Для обеспечения циркуляции жидкости в системе охлаждения двигателя автомобиля применяется центробежный насос, или помпа. Он может иметь механический или электрический тип привода. Если помпа неисправна, вся система охлаждения будет находиться в нерабочем состоянии, что приведет к перегреву двигателя.

Устройство насоса системы охлаждения

Устройство помпы двигателя

Конструктивно помпа представляет собой классический центробежный насос для перекачки воды и неагрессивных жидкостей. Она состоит из следующих деталей:

  • Герметичный корпус. Он имеет сложную форму и чаще всего изготавливается из алюминиевых сплавов. Для подключения в систему в корпусе выполнены два патрубка – всасывающий и напорный. Первый подключается к магистрали, идущей от радиатора, а второй к магистрали рубашки охлаждения двигателя.
  • Вал – осуществляет передачу вращения от привода к крыльчатке помпы.
  • Крыльчатка, или рабочее колесо. Имеет лопасти специальной формы, с помощью которых осуществляет нагнетание охлаждающей жидкости в систему.
  • Приводной шкив.
  • Уплотнители (сальники) – предотвращает утечку охлаждающей жидкости в местах крепления насоса к магистралям.
  • Подшипники.

Располагается помпа в системе охлаждения двигателя между радиатором и рубашкой. Чаще всего – это передняя часть мотора.

Изначально в качестве охлаждающей жидкости применялась просто очищенная вода, а потому такой насос нередко называют помпа водяного охлаждения двигателя. Сейчас этот термин неактуален, поскольку для охлаждения применяют не чистую воду, а водные растворы с ингибиторами коррозии (в теплом климате) и антифризы (в зимнее время), в состав которых также входит этиленгликоль.

Принцип работы помпы охлаждения двигателя

Где находиться помпа двигателя

Главной задачей насоса системы охлаждения является создание избыточного давления для обеспечения принудительной циркуляции жидкости в контурах. С практической стороны это ускоряет процесс теплообмена между узлами двигателя и охлаждающей жидкостью.

При запуске двигателя автомобиля привод насоса через ременную передачу и вал передает вращательное движение рабочему колесу. В этот момент на входе (всасывающем патрубке) создается разрежение, способствующее всасыванию жидкости в помпу. Жидкость при этом находится в охлажденном состоянии, так как поступает из радиатора системы охлаждения.

Попадая в центральную часть помпы, жидкость движется по лопастям крыльчатки и под действием центробежной силы нагнетается через выходной патрубок в рубашку системы охлаждения двигателя (к головке блока цилиндров). Под действием высокого давления охлаждающая жидкость проходит по контуру через основные узлы и выполняет отвод тепла. После этого она вновь возвращается к радиатору, где остужается и всасывается насосом для нового цикла охлаждения.

Виды насосов охлаждающей системы

Помпы двигателя различных конструкций

Используемые в современном автомобилестроении насосы охлаждающей жидкости не имеют принципиальных конструктивных отличий. Но они могут разделяться в зависимости от типа привода, назначения и конструкции корпуса. Привод насоса может осуществляться двумя способами:

  • Механический – вал помпы соединен при помощи ременной передачи с коленвалом или распредвалом мотора. В этом случае она приводится в движение синхронно с запуском двигателя.
  • Электрический – в такой схеме вал насоса приводится в движение дополнительным электродвигателем, работа которого контролируется электронным блоком управления двигателя (ЭБУ).

По назначению помпа автомобильного двигателя может быть:

  • Основной. Такой насос выполняет непосредственную перекачку жидкости в системе охлаждения.
  • Дополнительной. Устанавливается не на всех автомобилях и может предназначаться для вспомогательного охлаждения в регионах с очень жарким климатом, снижения температуры отработавших газов, охлаждения турбонагнетателя в моторах с турбонаддувом, дополнительного охлаждения двигателя после остановки. В отличие от основного насоса, дополнительный приводится в работу индивидуальным электродвигателем.

Сроки эксплуатации насоса для перекачки охлаждающей жидкости зависят от типа конструкции его корпуса. По этому параметру различают:

  • Разборные. Этот тип применяется в старых и отечественных автомобилях. Такая конструкция позволяет выполнить ремонт и промывку помпы.
  • Неразборные. В большинстве стран помпа двигателя считается недорогой расходной запчастью, а потому многие производители перешли к изготовлению неразборных насосов. Их необходимо полностью заменять каждые 60 тысяч километров пробега автомобиля. При установке нового насоса обязательно выполняется замена приводного ремня.

Помимо описанных выше конструкций, также существуют отключаемые насосы. Они позволяют отключать поступление охлаждающей жидкости, пока она не прогреется до температуры 30°С. Это позволяет обеспечить более быстрый прогрев двигателя и улучшить показатели расхода топлива.

Возможные неисправности помпы системы охлаждения

Поломка насоса охлаждающей жидкости может привести к остановке всей системы. Это может серьезно отразиться на состоянии двигателя. Наиболее частыми проблемами помпы являются:

  • Износ уплотнителя (сальника). В этом случае происходит утечка охлаждающей жидкости.
  • Поломка рабочего колеса. При разрушении крыльчатки нагнетание жидкости становится хуже (падает давление) или вовсе прекращается.
  • Заклинивание подшипников. Если смазка насоса ухудшается, что также может быть следствием подтекания жидкости охлаждения, помпа начинает работать с перебоями.
  • Увеличение люфта между крыльчаткой и валом насоса. В процессе работы рабочее колесо, закрепленное на валу, может разболтаться, что приводит к нестабильной работе помпы и другим поломкам.
  • Химическая коррозия. Чаще всего эта проблема затрагивает рабочее колесо насоса и возникает, если используются жидкости низкого качества.
  • Разрушение под действием кавитации. Пузырьки воздуха, которые могут возникать при работе насоса, интенсивно разрушают его изнутри, что приводит к ломкости деталей и их поражению коррозией.
  • Загрязнение системы. Химические отложения и просто грязь, попадающая внутрь насоса, со временем образуют твердый налет на его деталях, что затрудняет вращение рабочего колеса и прохождение жидкости.
  • Разрушение подшипников. В этом случае при работе насоса появляется характерный свист. Заменить такие подшипники сложно, а потому в этом случае насос просто меняют.
  • Обрыв ремня привода. При использовании некачественного ремня или несвоевременной его замене может произойти разрыв или проскальзывание.

При остановке работы системы охлаждения двигателя всего на 5-6 минут может произойти перегрев двигателя. Действие высоких температур нарушает геометрию головки блока цилиндров и ведет к повреждениям кривошипно-шатунного механизма. Не стоит игнорировать мелкие неисправности системы охлаждения, так как в дальнейшем они могут привести к серьезному ремонту.

Привод вентилятора

Работа вентилятора обеспечивается при его вращении. Частота вращения осевого вентилятора принимается равной 1,0. 1,4 от номинальной частоты вращения коленчатого вала двигателя, центробежные вентиляторы могут вращаться с частотой до 8000 мин -1 . От частоты вращения зависит основной показатель работы вентилятора — производительность по расходу воздуха.

Приводы вентиляторов могут быть неуправляемые (или нерегулируемые) и управляемые (или регулируемые).

Неуправляемый привод вентилятора обусловливается его конструкцией, частота вращения вентилятора постоянна и зависит от передаточного отношения привода. Такие приводы в основном являются механическими. К ним относятся ременные приводы (с плоским или клиновым ремнем) и шестеренчатые. Преимущество ременного привода заключается в его способности гасить динамические нагрузки, возникающие при работе двигателя.

Управляемые (регулируемые) приводы обеспечивают изменение частоты вращения вентилятора или его отключение в зависимости от температуры охлаждающей жидкости. Исходя из характеристики применяемого принципа регулирования приводы управления вентилятором можно разделить на приводы пропорционального управления и приводы с изменением периодичности включения вентилятора. Такие приводы могут быть гидродинамическими, гидростатическими, электромагнитными, электрическими и др.

Вентилятор и водяной насос на большинстве двигателей устанавливаются на одном валу и вращаются одним приводом, лишь на отдельных двигателях вентилятор и водяной насос имеют раздельные приводы. Независимо от применяемого привода вращение вентилятора производится от носка коленчатого вала. (За исключением приводов, осуществляемых электродвигателем, и гидростатических.)

Ременный или клиноременный привод состоит из двух шкивов: один устанавливается на валу вентилятора, другой — на носке коленчатого вала, приводного ремня и натяжного устройства ремня. Ременный привод одновременно может передавать крутящий момент и на другой агрегат, например генератор, который служит

Ременный привод вентилятора автомобиля ЗИЛ-431410

Рис. 1.82. Ременный привод вентилятора автомобиля ЗИЛ-431410:

1 — шкив коленчатого вала; 2 — шкив генератора; 3 — шкив компрессора; 4 — шкив водяного насоса; 5 — шкив насоса гидроусилителя рулевого управления

и натяжителем клинового ремня. В случае, когда ременный привод передает крутящий момент на два и более агрегата, используется два и более ремня (рис. 1.82) [1, с. 195]. Шкивы приводов выполняются штампованными, литыми из чугуна или алюминия, на ступицу шкива крепится вентилятор.

Другие типы механических приводов вентилятора не применяются вследствие того, что лопасти и привод подвержены разрушению при резком изменении частоты вращения, при воздействии динамических нагрузок. Исключение составляет шестеренчатый привод вентилятора на двигателях ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238 (рис. 1.83) [31, с. 79]. Привод смонтирован в корпусе, который крепится к крышке распределительных шестерен. Шестерня вентилятора 2 находится в зацеплении с шестерней 1, установленной на распределительном валу. Шестерня 2 приводит во вращение вал вентилятора 5, на переднем конце которого смонтирована упругая муфта, выполненная в виде резинового кольца 11 и диска 10. В муфте установлены шпильки 6 и распорные втулки 7, на которые с одной стороны устанавливается ступица 9 вентилятора, а с другой — шкив 13 для привода генератора и компрессора.

Шестеренчатый привод вентилятора двигателей ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238

Рис. 1.83. Шестеренчатый привод вентилятора двигателей ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238

Крыльчатка вентилятора закреплена посредством распорной втулки на муфте. Распорная втулка проходит через отверстие в ступице муфты, диаметр которого больше диаметра распорных втулок. Зазор между распорной втулкой и отверстием в ступице, а также резиновое кольцо муфты позволяет гасить инерционные моменты при неравномерности вращения вентилятора, предохраняет вал вентилятора от скручивающих усилий. На некоторых специальных машинах привод вентилятора осуществляется парой конических шестерен.

Включение и отключение, регулирование частоты вращения вентилятора направлено на поддержание заданного температурного режима двигателя и экономию топлива. На ряде двигателей ременный привод вентилятора снабжен однодисковой фрикционной муфтой. Муфта состоит из раздвижного шкива и ведомого диска, жестко соединенного со ступицей вентилятора. Раздвижной шкив включает конусный диск, жестко связанный с валом водяного насоса и выполненный едино с подвижной частью раздвижного шкива. Нажимной ведущий диск имеет возможность перемещаться в осевом направлении относительно конусного диска. В целях отключения ведущего диска муфты от ведомого установлены пру-

Узел включения вентилятора с фрикционным приводом

Рис. 1.84. Узел включения вентилятора с фрикционным приводом

жины. Привод муфты (рис. 1.84) состоит из гидроцилиндра 3, поршень 1 которого упирается во втулку, закрепленную на корпусе генератора. В гидроцилиндре установлена пружина 2, постоянно воздействующая на поршень. Гидроцилиндр сообщен со смазочной системой двигателя через золотник 4, управляемый терморегулятором 5 системы охлаждения.

При температуре жидкости ниже 70. 75 °С золотник находится в крайнем правом положении и масло поступает в полость гидроцилиндра, которая сообщается со сливным отверстием, выходящим в масляную полость головки блока двигателя. Натяжение ремня поддерживается пружиной, установленной в гидроцилиндре. Так как осевое усилие, действующее со стороны ремня на рабочую поверхность раздвижного шкива, меньше суммарного усилия пружин, сжимающих раздвижной шкив, нажимной диск перемещается в осевом направлении до упора в торец конусного диска, размыкая муфту. Вентилятор вращается только за счет трения в подшипниках ступицы.

При температуре жидкости выше 80. 85 °С сильфон терморегулятора перемещает золотник в крайнее левое положение, при котором сливное отверстие сообщается с полостью гидроцилиндра и в нее поступает масло от насоса системы смазки, увеличивая натяжение ремня. Поскольку осевое усилие, действующее со стороны ремня на рабочую поверхность раздвижного шкива, значительно больше суммарного усилия пружин, сжимающих раздвижной шкив, нажимной диск перемещается в осевом направлении, замыкая муфту и включая вентилятор.

Привод вентилятора фрикционной муфтой сопряжен с довольно значительными динамическими нагрузками, работа привода сопровождается износом поверхностей трения фрикционных дисков, приводного ремня вентилятора. Минимальная частота вращения вентилятора составляет 50. 60 % от частоты вращения ведущего шкива, при отрицательных температурах окружающей среды эффективность его применения снижается.

Наряду с муфтами, работающими по принципу механического трения, существуют муфты вязкостного трения. Муфта вязкостного трения применяется для автоматического включения вентилятора на двигателях Д-260.1 и модификациях. Привод вентилятора (рис. 1.85) включает клиноременную передачу со шкивом 15 от носка коленчатого вала и вязкостную муфту 12. Вязкостная муфта 12 выполнена совместно с водяным насосом 16. На вал водяного насоса 16 установлен шкив 15, к торцу которого монтируется приводной вал 14 для передачи крутящего момента вентилятору 1. На хвостовике 6 приводного вала 14 на подшипниках установлен ведомый диск 13, к которому прикреплены лопасти вентилятора 1. На приводном валу 14 жестко установлен ведущий диск 11. Между ведущим 11 и ведомым 13 дисками имеется минимальный зазор. В ведущем диске 11 выполнено отверстие, которое связывает полость муфты с полостью, образуемой дисками. К отверстию прижат клапан 10 пружиной 7, помещенной в обойму 8. Полость муфты заполнена вязкой жидкостью. Муфта обеспечивает автоматический, в зависимости от температуры охлаждающей жидкости, и принудительный режимы вращения вентилятора. Для принудительного вращения вентилятора имеется стопор 5, который блокирует ведущий 11 и ведомый 13 диски.

Привод вентилятора с вязкостной муфтой

Рис. 1.85. Привод вентилятора с вязкостной муфтой:

1 — лопасть вентилятора; 2 — крышка ведомая; 3 — отверстие для стопорения; 4 — гайка стопора; 5 — стопор; 6 — хвостовик; 7 — пружина возвратная; 8 — обойма; 9 толкатель; 10 — клапан; 11 — диск ведущий; 12 — муфта; 13 — диск ведомый; 14 — вал привода; 15 — шкив водяного насоса; 16 — водяной насос; 17 — шток

При температуре охлаждающей жидкости ниже 80 °С пружина 7 прижимает клапан к отверстию в ведущем 11 диске, рабочая жидкость по каналу в крышке 2 муфты перетекает из зазора в полость муфты. Удаление из зазора рабочей жидкости позволяет вентилятору вращаться с минимальной частотой не более 1500 мин -1 . При температуре охлаждающей жидкости выше 80 °С термочувствительный элемент, перемещая шток 17, толкателем 9 открывает клапан 10. Рабочая жидкость через отверстие в ведущем 11 диске перетекает в рабочую полость, заполняя зазор между дисками, в результате чего ведущий 11 и ведомый 13 диски сцепляются, обеспечивая рабочий режим вращения вентилятора. При уменьшении температуры охлаждающей жидкости термочувствительный элемент возвращает шток 17 в исходное положение, пружина 7 закрывает клапан 10, рабочая жидкость вытекает из рабочей полости между дисками.

Для регулирования работы ременного привода вентилятора применяются также электромагнитные муфты (рис. 1.86) [37, с. 211], позволяющие отключать лопасти вентилятора при температурном режиме жидкости выше заданного. Электромагнитная муфта 5 устанавливается на ведущей детали 6 (приводной шкив) вала 9. Ступица вентилятора 1 смонтирована на подшипнике 2, со ступицей связан ведомый подвижный в осевом направлении диск 4, который может совершать осевые перемещения в пределах, ограничиваемых винтами 3. Между ведомым диском 4 и электромагнитной муфтой 5 выставляется зазор 2. 3 мм, позволяющий лопастям вентилятора свободно проворачиваться. Питание электромагнитной муфты 5 осуществляется через щетку, установленную в щеткодержателе 8, и контактный диск 7. Управление работой вентилятора происходит посредством теплового реле, подающего ток от аккумулятора в катушку электромагнитной муфты 5. При включении электромагнитной муфты 5 в сеть ведомый диск притягивается к ней, обеспечивая вращение ступицы и вентилятора. Вентилятор включается при температуре охлаждающей жидкости

85. 90 °С и выключается при снижении температуры до 80 °С. Электромагнитная муфта включения вентилятора устанавливается на двигателях автомобилей ЗМЗ, ЗИЛ и т.д.

Для привода вентилятора применяется также гидродинамическая муфта. Гидромуфта состоит из двух односторонних

Привод вентилятора с электромагнитной муфтой

Рис. 1.86. Привод вентилятора с электромагнитной муфтой

дисков, внутри которых выполнены лопасти. Диски прилегают друг к другу, образуя тор, с зазором 2. 3 мм. Один из дисков имеет привод от источника энергии, как правило, непосредственно от коленчатого вала двигателя или с промежуточным приводом. Принцип работы гидромуфты состоит в следующем. При подаче масла в полость тора ведущее колесо, называемое насосным, захватывает масло и перебрасывает его па лопатки ведомого колеса, называемого турбинным. Кинетическая энергия жидкости превращается па лопатках колеса в потенциальную энергию давления, которая вынуждает турбинное колесо вращаться. Увеличение количества жидкости в муфте повышает давление па лопатки, увеличивая частоту вращения ведомого колеса. Привод вентилятора, осуществляемый гидромуфтой, характеризуется отсутствием жесткой связи между ведущим звеном и ведомым и способности быть управляемым или регулируемым.

Привод с гидромуфтой, изменяя частоту вращения вентилятора, позволяет уменьшать или увеличивать количество воздуха, пропускаемого через радиатор или через охлаждающую поверхность цилиндров двигателя воздушного охлаждения и тем самым регулировать отводимое количество теплоты, а следовательно, температурный режим двигателя; отключать вентилятор путем полного опорожнения муфты, в этом случае вентилятор вращается с минимальной частотой только за счет энергии перемешиваемого в муфте воздуха.

КПД привода с гидромуфтой составляет 0,94. 0,96, потери привода, имеющие место вследствие скольжения ведомой полумуфты относительно ведущей, составляют 4. 6 %, что значительно ниже по сравнению с другими типами приводов. Достаточно высокий КПД гидромуфты при использовании промежуточного привода между коленчатым валом двигателя и муфтой уменьшается вследствие потерь па промежуточный привод.

Таким образом, гидромуфта в приводе вентилятора передает и автоматически регулирует значение крутящего момента от коленчатого вала к вентилятору, гасит колебания нагрузки, возникающие при резком изменении частоты вращения коленчатого вала, эффективно обеспечивает регулирование температурного режима двигателя путем изменения массового расхода воздуха. Привод с гидромуфтой используется па двигателях большой мощности,

подходит для осевых вентиляторов двигателей воздушного охлаждения.

Гидромуфта привода вентилятора двигателей КамАЗ-740 (рис. 1.87) монтируется в корпусе 2 подшипникового узла [31, с. 73J. Муфта состоит из ведущего 10 — насосного колеса и ведомого 9 турбинного колеса. Муфта установлена между ведущим валом 6 и ведомым валом 16, па ступицу 15 которого крепится вентилятор. Насосное колесо 10 вращается при вращении вала 6, крутящий момент на него поступает от коленчатого вала двигателя. На вал 6 установлен кожух 3, который жестко связан с насосным колесом 10. Насосное колесо 10 жестко связано с валом 16, к которому крепится двухручьевой шкив 11 для привода генератора

Привод вентилятора с гидромуфтой

Рис. 1.87. Привод вентилятора с гидромуфтой:

1 — передняя крышка; 2 — корпус; 3 — кожух; 4, 7, 12, 13 и 20 — шарикоподшипники; 5 — трубка подвода масла; 6 — ведущий вал; 8 — уплотнительное кольцо; 9 — ведомое колесо; 10 — ведущее колесо; 11 — шкив; 14 — упорная втулка; 15 — ступица вентилятора; 16 — ведомый вал; 17 и 21 — еамоподжим- пые сальники; 18 — прокладка; 19 и 22 — болты и водяного насоса. Крутящий момент па генератор и водяной насос передается постоянно независимо от работы муфты.

Связь между насосным 10 и турбинным 9 колесами осуществляется за счет кинетической энергии поступающего от насосного колеса на лопатки турбинного колеса масла. Гидромуфта способна передавать крутящий момент при поступлении в ее полости масла. Частота вращения ведомого вала возрастает при увеличении подачи масла. При этом частота вращения изменяется плавно. Масло в муфту подается из смазочной системы двигателя. Подвод масла в гидромуфту осуществляется через отверстие в неподвижном корпусе 2, далее по каналам масло поступает в полость муфты. Гидромуфта включается автоматически термосиловым датчиком, расположенным в нагнетательном патрубке блока двигателя. Термодатчик имеет баллон, заполненный активной плавящейся по мере увеличения температуры жидкости массой. К баллону крепится шток с золотником. При расширении объема активной массы в баллоне шток с золотником, установленный в маслопроводе гидромуфты, перемещается и открывает проход масла в гидромуфту. Перемещение золотника позволяет маслу из смазочной системы двигателя поступать в полость гидромуфты. При температуре жидкости менее 80 °С возвратная пружина перемещает золотник и подача масла прекращается, вентилятор отключается. Принудительно гидромуфта управляется крапом, имеющим положения: «автоматическое вращение вентилятора», «вентилятор отключен» и «вентилятор включен постоянно». Последнее положение применяется кратковременно при неисправности гидромуфты или ее управления.

Когда подача масла прекращается, из муфты оно перетекает в картер двигателя, ведущее колесо перестает передавать крутящий момент ведомому и вентилятор останавливается.

Гидромуфта позволяет поддерживать три режима работы вентилятора: автоматический — температура охлаждающей жидкости устанавливается в пределах 80. 95 °С; вентилятор отключен — температура охлаждающей жидкости ниже 80 °С; вентилятор постоянно включен — аварийное принудительное включение при неисправности муфты.

В двигателях с воздушным охлаждением (двигатели ВТЗ [56, с. 119J и зарубежных фирм) применяются вентиляторы со встро144

енной гидромуфтой, у которых лопасти охватывают корпус подшипников турбинного колеса, а корпус подшипников насосного колеса является направляющим аппаратом (рис. 1.88). Привод вентиляторов, оснащенных гидромуфтой, отличается способом передачи крутящего момента на насосное колесо. В двух- и трех- цилипдровых двигателях насосное колесо имеет клипоремеппый привод, у шестицилиндрового двигателя — шестеренчатый привод от промежуточной шестерни блока распределительных шестерен двигателя. Ременный привод вентилятора эластичен и вследствие этого способен проскальзывать при резком изменении частоты вращения двигателя, а шестеренчатый привод более падежей и не требует обслуживания. Передаточное отношение этих приводов от коленчатого вала к насосному колесу составляет 2,6. 3,0.

Вентилятор со встроенной гидромуфтой и шестеренчатым

Рис. 1.88. Вентилятор со встроенной гидромуфтой и шестеренчатым

  • 1 — гидромуфта; 2 — болт; 3 — насосное колесо; 4 — турбинное колесо; 5 — ротор вентилятора; 6 — штуцер; 7 — крышка; 8 — окно для слива масла; 9 — роликовый подшипник; 10 — ведомый вал; 11 — блок шестерен; 12 — упорная шайба; 13 — ось блока шестерен; 14 — передний лист распределения; 15 — шпилька; 16 направляющий аппарат
  • 145

Схема вентилятора ео встроенной гидромуфтой представлена на рис. 1.88. Насосное колесо 3, шкив привода насосного колеса, подшипниковый узел с другими деталями, помещенный в корпус, монтируются на валу и стягиваются болтом 2, образуя полумуфту. Турбинное колесо 4, крышка 7, подшипниковый узел и рабочее колесо вентилятора устанавливаются па ведомом валу 10 муфты и также стягиваются болтом и образуют полумуфту. Обе полу- муфты, соединенные в один узел болтами, образуют гидромуфту. Полости гидромуфты герметичны, что исключает попадание масла в поток воздуха и замасливание охлаждающих поверхностей цилиндров и головок двигателя. Утечка масла из подшипниковых узлов предотвращается сальниковыми уплотнениями. Поступление рабочего масла муфты в подшипниковый узел турбинного колеса предупреждается маслоотражателем, просачивающееся масло отводится по сливным каналам.

Количество масла, поступающего в полости муфты, регулируется термостатом РТД-4. Термостат устанавливается в головке цилиндра и состоит из золотника, штока, возвратной пружины, термоэлемента жидкостного типа и штуцера 6 для подвода масла. При нагреве головки жидкость в термоэлементе расширяется, перемещает шток и устанавливает золотник в положение для пропуска масла к гидромуфте 1. Масло поступает к штуцеру в корпусе направляющего аппарата 16 и по каналам на лопатки насосного колеса 3. Масло, приобретя запас кинетической энергии, при вращении насосного колеса от коленчатого вала направляется на лопатки турбинного колеса 4. Кинетическая энергия масла приводит турбинное колесо во вращательное движение. Из турбинного колеса масло вновь возвращается на насосное колесо, таким образом в полости гидромуфты создастся замкнутая циркуляция масла. Масло из гидромуфты движется в полость крышки, через окно в корпусе направляющего аппарата по маслопроводу поступает в масляный картер двигателя. Таким образом завершается циркуляция масла между гидромуфтой и масляным картером.

Между ведущей и ведомой полумуфтами отсутствует механическая связь. Частота вращения ведомой полумуфты, а соответственно, и вентилятора зависит от наполнения муфты. Степень наполнения определяется количеством масла, поступающего в муфту и сливающегося из нес по калиброванным отверстиям. От степени заполнения муфты зависит частота вращения ведо146

мого элемента и вентилятора. Разность частоты вращения ведущего и ведомого элементов муфты обусловливается скольжением муфты. Каждому значению заполнения соответствует свой предел скольжения. При полном заполнении скольжение не превышает

2,5. 5 %, при отсутствии масла в муфте — «сухая» муфта — скольжение составляет 100 %.

Рассмотрим гидромуфту переменного наполнения, рабочим телом которой является охлаждающая жидкость. Привод вентилятора с гидромуфтой переменного наполнения позволяет достаточно точно поддерживать температурный режим охлаждающей жидкости. Применение охлаждающей жидкости устраняет недостаток гидромуфты при использовании смазочного масла, заключающийся в том, что продукты разложения масла со временем нарушают ее работоспособность вследствие облитерации сливных комбинированных отверстий.

Гидромуфта переменного наполнения (рис. 1.89) выполнена единым узлом с водяным насосом и состоит из насосного 10, турбинного 11 колес и кожуха 9, охватывающего турбинное колесо. Насосное колесо 10 соединено с крыльчаткой центробежного насоса У и зафиксировапно на валу 3. Вал 3 выполнен полым и внутри его проходит вал 2, па котором установлена ступица вентилятора.

Привод вентилятора с гидромуфтой переменного наполнения

Рис. 1.89. Привод вентилятора с гидромуфтой переменного наполнения:

  • 1 — крыльчатка насоса; 2,3 — валы; 4 — шкив; 5 — клапан; 6 — трубопровод; 7 — патрубок; 8 — крыльчатка вентилятора; 9 — кожух; 10 — насосное колесо; 11 — турбинное колесо; А — зона разрежения водяного насоса; Б — полость гидромуфты; С — канал; Д — трубопровод
  • 147

Ступица жестко соединена с валом 2 и закреплена па подшипнике. Вал 3 помещен в корпус водяного насоса, установлен па подшипниках, между корпусом и ступицей вентилятора предусмотрен шкив привода водяного насоса и насосного колеса муфты. Привод водяного насоса и муфты осуществляется клинорсмснной передачей от носка коленчатого вала. К корпусу водяного насоса крепится корпус муфты.

Заполнение жидкостью рабочей полости гидромуфты происходит из системы охлаждения через термостатический клапан 5 по трубопроводу 6 и патрубку 7. Полость Б гидромуфты соединена с помощью канала С с зоной разрежения Л водяного насоса. Полость Б соединена трубопроводом Д с верхним бачком водяного радиатора.

Привод вентилятора работает следующим образом: при запуске двигателя вращение коленчатого вала ременным приводом передается полому валу 3, на котором закреплены крыльчатка водяного насоса 1, насосное колесо 10 и кожух 9. Жидкость, находящаяся в рабочей полости гидромуфты, приводится в движение насосным колесом 10 и вращает турбинное колесо 11. При закрытом термоклапане по мере увеличения частоты вращения коленчатого вала и, соответственно, крыльчатки водяного насоса увеличивается разрежение в полости Л водяного насоса. Рабочая жидкость под действием этого разрежения по каналу С удаляется из полости Б. Под действием центробежных сил через отверстие диаметром 1,5 мм в периферии охватывающего кожуха 9 жидкость удаляется из рабочей полости гидромуфты, и частота вращения турбинного колеса, а следовательно, и вентилятора снижается до частоты вращения холостого хода гидромуфты, обусловленной трением в подшипниках качения и перемешиванием воздуха в полости муфты. При повышении температуры жидкости выше заданной термостатический клапан, установленный в патрубке между головкой блока и радиатором, открывает доступ жидкости в рабочую полость муфты через трубопровод 6 и патрубок 7. Вращаемая лопатками насосного колеса 10 жидкость приводит во вращение турбинное колесо 11 и связанный с ним вентилятор. При снижении температуры жидкости термоклапан перекрывает се доступ в полость муфты и процесс опорожнения повторяется. Для того чтобы в полости Б нс образовывалось разрежение, препятствующее удалению жидкости, верхняя часть полости Б соединена трубопроводом Д с верхним бачком

радиатора. Гидродинамический привод с шестилопастным вентилятором при открытии питающего клапана выходит на режим частоты вращения 2600 мин -1 с режима холостого хода за 30. 40 с при частоте вращения коленчатого вала 2000 мин -1 . Снижение частоты вращения вентилятора от максимальной до минимальной

  • 620.. .410 мин -1 при перекрытии питающего клапана происходит за
  • 2.5.. .3.0 мин.

В автобусах, специальных машинах, па которых двигатель размещается сзади или посредине салона, радиатор системы охлаждения располагается в отрыве от двигателя и нуждается в автономном независимом от двигателя приводе. В таких случаях привод вентилятора осуществляется гидрообъемной передачей. Гидро- объемный привод вентилятора (рис. 1.90) состоит из питающего насоса 6 с приводом от двигателя, бачка 5, гидрообъем- ного двигателя 9, терморегулятора 4 регулирования подачи масла к двигателю в зависимости от температуры охлаждающей жидкости и маслопроводов. Привод работает следующим образом. При запуске нспрогретого двигателя масло от питающего насоса 6 поступает к терморегулятору 4 и от него при закрытом клапане — в бачок 5 и далее к масляному насосу 6. Вентилятор в этом случае не вращается. При температуре охлаждающей жидкости выше заданной терморегулятор направляет поток масла к гидрообъемному двигателю 9, обеспечивая вращение вентилятора 2. Поток воздуха, проходящий через радиатор 1, обеспечивает охлаждение жидкости в системе. Далее масло через терморегулятор возвращается в масляный насос 6. Регулирование частоты вращения вентилятора осуществляется терморегулятором путем изменения потока масла,

Схема привода вентилятора с гидрообъемной передачей

Рис. 1.90. Схема привода вентилятора с гидрообъемной передачей:

1 — радиатор; 2 — вентилятор; 3,8 — магистраль жидкостного теплоносителя; 4 — терморегулятор; 5 — бачок; 6 — питающий насос; 7 — насос; 9 — гидрообъемный двигатель поступающего к рабочему гидрообъемному двигателю. Гидрообъемный привод не зависит от режимов работы двигателя, обладает постоянным крутящим моментом и достаточно высоким КПД.

Привод вентилятора электродвигателем

Рис. 1.91. Привод вентилятора электродвигателем

Электрический привод осуществляется электродвигателем постоянного тока 2, на валу которого монтируется вентилятор 1 (рис. 1.91) [17, с. 237]. Вентилятор вместе с электродвигателем устанавливается в кожух 3. Частота вращения вентилятора равна частоте вращения электродвигателя. Включение электродвигателя происходит с помощью термодатчика в зависимости от температуры охлаждающей жидкости.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *